JPH02247049A

JPH02247049A - 薄肉鋳片の製造方法

Info

Publication number: JPH02247049A
Application number: JP1066983A
Authority: JP
Inventors: Osamu Takemoto; 竹本　統; Hiroo Ito; 裕雄伊藤; Masanori Ueda; 上田　全紀
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1990-10-02
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JP2798694B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、微細な結晶粒をもち、加工性及び表面性状に
優れた薄肉鋳片を回転する冷却ドラム方式の連続鋳造装
置と熱延ロールで製造する方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、溶鋼等の溶融金属から最終形状に近い薄肉鋳片を
連続鋳造によって直接的に製造することによって、後工
程での熱延や熱処理等を軽減或いは省略し、工程及び設
備の簡略化を図る試みがされている。このような薄肉鋳
片の連続鋳造法としては、ツインドラム方式、単ドラム
方式、ツインベルト方式、単ベルト方式、ベルトードラ
ム方式のもの等が知られている。

このうち、ツインドラム方式は、薄肉鋳片の形状がドラ
ムギャップでほぼ定まるため、形状特性に優れた鋳片を
製造する手段として有望視されている。この方式による
場合、一対の冷却ドラムの間に形成された湯溜り部で溶
融金属が凝固を開始してから凝固を完了するまでの時間
が極めて短い。

そのため、鋳造された直後の薄肉鋳片は、比較的微細な
結晶粒をもつものとなる。ところが、ドラムギャップか
ら送り出された薄肉鋳片は、未だ高温の状態にあり、ド
ラムに接触する鋳片表層部と板厚中心部では温度差が大
きく、内部に未凝固部分を含んでいる場合もある。この
未凝固部分を含む鋳片内部の高温部が保有している熱は
、薄肉鋳片がドラムギャップから出た後で表層部に伝わ
り復熱する。そして、薄肉鋳片自体が高温であることと
相俟って、鋳片厚全体にわたって結晶粒が粗大化する。

この結晶粒の粗大化は、一定の加工率を有する熱間圧延
を省略する本プロセスでの鋳片を、従来の製造工程であ
る酸洗−冷間圧延−焼鈍工程で最終製品にすると、製品
の加工性を劣化させたり、表面欠陥を発生させる原因と
なる。たとえば、ツインドラム方式で製造されたステン
レス鋼の薄肉鋳片を、熱間圧延無しでそのまま従来の製
造工程で製品にするとき、ロービングと呼ばれる肌荒れ
や光沢ムラが発生し、商品価値を著しく低下させる。

ツインドラム法で製造する薄手（６０〜１５０μｍ）の
８１−鋼では、微細結晶又は非晶質を得るために、たと
えば特公昭６３−１９２５８号公報では、ドラムギャッ
プから送り出された薄肉鋳片を、一方の冷却ドラムに密
着させた状態で走行させ、冷却ドラムを介した抜熱によ
って薄肉鋳片を急冷している。また、特開昭６３−６８
２４８号公報では、薄肉鋳片の搬送路に沿って複数の水
冷補助ロールを配置し、ブレークアウトを防止すると共
に、薄肉鋳片を急冷している。しかし、これらいずれの
従来例においても、薄肉鋳片の結晶粒の粗大化及びその
防止対策について具体的な言及はない。。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、鋳造された凝固直後の温度的１３５０℃の薄肉
鋳片を急冷することのみによって、結晶粒を微細化する
ことには限度がある。たとえば、結晶粒を５０μｍ以下
の粒径にしようとする場合には、ドラムギャップから出
た後の薄肉鋳片の冷却速度を７００℃／分以上に維持す
ることが必要となる。

しかし、現段階では、このような高温物体を急速に冷却
するための実用的な手段が開発されていない。

たとえば、冷却ドラムの周面を介してこのような冷却速
度で薄肉鋳片を急冷するためには、冷却ドラムの抜熱能
を大きくすると共に、冷却ドラムの周面と薄肉鋳片との
間に断熱層となる隙間が発生しないように、薄肉鋳片を
冷却ドラム周面に押し付けることが必要となる。しかし
、熱収縮等により、薄肉鋳片は冷却ドラム周面から局部
的に離れ易く、大きな熱流束を通過させる放熱路を形成
することができない。そのために、不均一接触となり、
鋳片に温度ムラが生じ、結晶粒が不揃いとなる。

他方、冷媒によって薄肉鋳片を冷却する場合、使用する
冷媒が冷却水等であると、気化した冷媒が薄肉鋳片の表
面近傍に滞留し、断熱層として働く。そのため、予期し
た冷却効果が得られない。

また、非沸騰性の冷媒で、前述した１０００℃を超える
高温物体の冷却に適するものは、今までのところ実用的
な段階まで開発されていない。

そこで、本発明は、鋳造直後の高温状態にある薄肉鋳片
に対して熱間圧延を施すことにより、結晶粒の微細化を
図り、従来の酸洗−冷間圧延−焼鈍工程て製品にしたと
きに表面欠陥のない又は機械的性質の良好な製品を得る
ことができる薄肉鋳片を製造することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の薄肉鋳片製造方法は、その目的を達成するため
に、回転する冷却ドラムによって鋳造された凝固完了直
後の薄肉鋳片を押付はロールによって冷却ドラムに接触
した状態で走行させ、冷却ドラムを介した抜熱によって
前記薄肉鋳片を２００℃／・秒以上の冷却速度で１２５
０〜１１００℃の温度域に急冷し、前記押付はロールの
直後の下流側に配置された熱延ロールによって前記温度
域で前記薄肉鋳り一を、圧延温度まで′の冷却速度に応
じて１０〜４０％の圧下率で熱間圧延することを特徴と
する。

〔作用〕

たさえば、従来一般に行われている酸洗−冷間圧延−焼
鈍工程で製造するオーステナイト系ステンレス鋼板でロ
ービングや光沢ムラを発生することがない表面性状を確
保するためには、■鋳造後の薄肉鋳片に対して５０％以
上の熱間圧延を施すこと、■最終冷延前に１回目の冷延
を施した後て焼鈍する２回冷延法、■薄肉鋳片製造時に
おける急冷等が考えられる。しかし、■及び■は、後工
程の省略或いは軽減というツインドラム方式本来の狙い
を活かしたものではない。また、■では、前述したよう
に充分な冷却速度で薄肉鋳片を急冷することができず、
また安定生産にも難がある。

これに対し、本発明においては、鋳造・凝固直後の薄肉
鋳片を１２５０〜１１００℃の温度域まで急冷した後、
この薄肉鋳片に熱間圧延を施す。この熱間圧延によって
結晶粒が微細化され、大きく成長することがなくなる。

このとき、薄肉鋳片の温度が高いほど、熱間圧延による
結晶粒微細化の効果が顕著である。

薄肉鋳片を高温で変形させる場合に生じる再結晶には、
動的再結晶と静的再結晶とがある。しかし、熱間圧延の
ように高歪み高速度で変形させるとき、動的再結晶は通
常起こりに＜＜、主として静的再結晶により結晶粒の微
細化が行われる。この静的再結晶を起こす臨界圧下率は
、第２図に示すように鋳片の初期粒径及び圧延温度に依
存し、初期粒径が大きいほど、また圧延温度が低いほど
大きくなる。

そこで、本発明においては、冷却ドラムのドラムギャン
プから出て来た薄肉鋳片を鋳造・凝固完了直後に急冷す
ることによって、急速冷却により鋳造中に形成された結
晶粒の細粒化と粗大化防止をする。このときの冷却速度
は、３００μｍ以下のの初期粒径を確保する上から、２
００℃／秒以上にすることが好ましい。また、第３図に
示すように薄肉鋳片が１２５０〜１１００℃の温度域に
あるとき、熱間加工前の初期粒径を得るための冷却速度
に対応した熱間圧延を施すことにより、４０％以下の僅
かな圧下率で結晶粒の微細化を効果的に行うことができ
る。

このようにして熱間圧延された薄肉鋳片は１粒の粒径が
５０μｍ以下となり、後工程で圧延したときにロービン
グや光沢ムラ等の欠陥を発生させることなく、優れた表
面状態及び材質をもつ薄板製品となる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本発明の特徴
を具体的に説明する。

第１図は、本実施例で使用したツインドラム方式の連続
鋳造設備を示す概略図である。一対の冷却ドラムｌａ、
　　ｌｂを、互いに逆方向に回転するように平行配置す
る。そして、冷却ドラムｌａ、　ｌｂの周面間にある空
間部のドラム軸方向側部をサイド堰（図示せず）で仕切
り、湯溜り部２を形成する。

湯溜り部２に注湯された溶融金属は、冷却ドラムｌａ、
　ｌｂを介した抜熱によって冷却・凝固し、冷却ドラム
ｌａ、　ｌｂの周面に凝固シェルとなって成長する。そ
れぞれの冷却ドラムｌａ、　ｌｂ円周面形成された凝固
シェルは、キッンングポイントＰで一体化され、薄肉鋳
片３として送り出される。この薄肉鋳片３は、押付はロ
ール４によって一方の冷却ドラム１ａに押し付けられた
状態で走行する。この走行の過程で、薄肉鋳片３は、冷
却ドラム１ａを介した抜熱により急冷される。なお、冷
却ドラム１ａ周面に対する薄肉鋳片３の接触状態は、薄
肉鋳片３の表面側から気体、液体等を吹き付けたり、補
助押付はロールで押圧すること等によって改善すること
ができる。

薄肉鋳片３の肉厚にもよるが、冷却ドラムｌａ。

ｌｂから出た直後の薄肉鋳片３には、幅方向中央部に未
凝固部が残留していることがある。また、通常の薄肉鋳
片３の内部は、表層部に比較し高温である。そのため、
キノンングポイントＰから送り出された薄肉鋳片３は、
内部からの熱伝達によって復熱することがある。しかし
、本実施例においては、こ、の復熱に打ち勝って薄肉鋳
片３を表面側から急冷しているので、薄肉鋳片３の温度
が上昇したり、高温に保持されることがない。

たとえば、Ｓ　Ｕ’３３０４組成をもち温度１５３０℃
のステンレス溶鋼を湯溜り部２に注湯し、ドラム径１２
００ｍｍの冷却ドラムｌａ、　ｌｂで肉厚２　ｍｍの薄
肉鋳片３を鋳造したとき、キノシングポイントＰを出た
直後の薄肉鋳片３の温度は約１３５０℃であり、押付は
ロール４出側での温度は１２００℃であった。そのため
、押付はロール４に至る過程で結晶粒の粗大化が抑制さ
れ、薄肉鋳片３は、比較的微細な結晶状態のままで熱間
圧延機５に送り込まれた。

熱間圧延機５としては、薄肉鋳片３の搬送路に沿って押
付はロール４から約１ｍの箇所に中心軸を配置した径５
００ｍｍの圧下ロールを使用した。この熱間圧延機５に
よって、薄肉鋳片３に１０〜２０％の圧下率で熱間圧延
を施した。なお、薄肉鋳片３の幅や圧下率によっては、
圧下ロールをバックアップロールで支持した熱間圧延機
を使用することもできる。

なお、キッシングポイントＰから押付はロール４までの
間における薄肉鋳片３の冷却速度を５００℃／秒以上と
したとき、熱間圧延機５による圧下率１０〜２０％で粒
径５０μｍ以下のγ粒が得られた。

また、冷却速度が５００℃／秒を下回った場合に、圧下
率を２０〜３０％と大きくすることが必要であった。何
れにしても、従来の熱延のように５０％を超える大きな
圧下率で鋳片を熱延する必要はなかった。

熱間圧延機５て圧延された薄肉鋳片３は、次いでピンチ
ロール６を介して通板され、通常の熱間圧延工程で処理
される。なお、巻取り前に、ノズル７から適宜の冷媒を
噴出させ、たとえば５５０℃以下の温度まで薄板を降温
した後、巻取り機８に巻き取った。

熱間圧延機５で微細化された結晶粒をもつ薄肉鋳片３は
、後工程で目標板厚に圧延したとき、ロービングや光沢
ムラ等の表面欠陥を発生することなく、優れた表面性状
をもつ製品が得られた。また、微細な結晶組織をもつこ
とから、強度、靭性等の機械的な物性も優れたものであ
った。

なあ、以上の説明において、ステンレス鋼の薄肉鋳片３
を製造する場合を例にとった。しかし、本発明は、これ
に拘束されるものではなく、その他の結晶粒が問題とな
る鋼種に対しても同様に適用されるものである。また、
ツインドラム方式の連続鋳造に限定されるものでもなく
、前記の他の形式に対しても適用されるものである。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、回転する冷
却ドラムで鋳造された凝固完了直後の薄肉鋳片を冷却ド
ラムの周面に接触させた状態で押付はロールまで走行さ
せ、押付はロールを経た直後に熱間圧延している。その
ため、押付はロールまでの走行過程で、薄肉鋳片は冷却
ドラムを介した抜熱によって、復熱による結晶粒の粗大
化が抑制され、微細な結晶粒のままで熱間圧延機に送ら
れる。そして、高温状態の薄肉鋳片に対して熱間圧延さ
れるため、僅かな圧下刃で静的再結晶を起こさせ、薄肉
鋳片の結晶粒を更に小さくすることが可能となる。この
ようにして、結晶粒が微細化された薄肉鋳片は、後工程
で圧延するときに、優れた加工性を示し、圧延後にロー
ビングや光沢ムラ等の表面欠陥を発生させることがない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例で採用した連続鋳造設備の概略を
示し、第２図は鋳造直後の熱間圧延が結晶粒の微細化に
効果を発揮することを説明したグラフであり、第３図は
熱間圧延による結晶粒微細化を具体的に示したグラフで
ある。１ａ、ｌｂ：冷却ドラム３：薄肉鋳片５：熱間圧延機７：ノズルＰ・キッシングポイント

Claims

【特許請求の範囲】

１、回転する冷却ドラムで鋳造された凝固完了直後の薄
肉鋳片を押付けロールによって冷却ドラムに接触した状
態で走行させ、前記冷却ドラムを介した抜熱によって前
記薄肉鋳片を２００℃／秒以上の冷却速度で１２５０〜
１１００℃の温度域に急冷し、前記押付けロールの直後
の下流側に配置された熱延ロールによって前記温度域で
前記薄肉鋳片を圧延温度までの冷却速度に応じて１０〜
４０％の圧下率で熱間圧延することを特徴とする薄肉鋳
片の製造方法。